[영상] 자기공명영상(MRI)와 물리학

목차

1. 들어가는 말
2. MRI의 물리적 이론 기반
3. MRI의 작동원리
4. MRI의 작동 Mechanism
5. MRI의 구조
6. MRI의 특성
7. MRI의 안전성
8. MRI검사의 장점
9. References

본문내용

MRI는 X-ray처럼 이온화 방사선이 아니므로 인체에 무해하고, 3-D 영사화가 가능하며 컴퓨터단층촬영(CT)에 비해 대조도와 해상도가 더 뛰어나다. 그리고 횡단면 촬영만이 가능한 CT와는 달리 관상면과 시상면도 촬영할 수 있고, 필요한 각도의 영상을 검사자가 선택하여 촬영할 수 있다. 이러한 장점으로 인해 널리 쓰이고 있지만, 검사료가 비싸며 촬영시간이 오래 걸린다. 또한 검사공간이 협소하여 혼자 들어가야 하므로 중환자나 폐소공포증이 심한 환자는 찍을 수 없는 단점이 있다. MRI는 주로 중추신경계, 두경부, 척추와 척수 등 신경계통의 환자에게 이용되나 이용 범위는 넓다.

2. MRI의 물리적 이론 기반
MRI의 기계적 원리에 대해 설명하기 이전에 그 기계적 원리를 뒷받침하는 물리적 이론 기반을 미리 알고자 한다.
핵 주위를 회전하는 전자는 전류가 흐르는 작은 원으로 간주될 수 있다. 이것은 주위에 자기장을 일으키는 자기 쌍극자의 역할을 한다. 임의의 축 주위를 회전하는 전자의 자기moment의 크기는 (전자가 반지름 r인 원궤도 위를 초당 회전수 f로 돌고 있다고 가정할때)

ꏉ 에너지 흡수 과정 설명도

그러면 이렇게 수소 원자의 에너지 준위를 변화시킬 수 있는 전자기파의 진동수를 자세히 알아보겠다. 이 전자기파는 조건을 충족시켜야 한다.
위의 식에 를 대입하면 이고, 여기에서를 이항하고 nuclear magneton을 대입하면

3. MRI의 작동원리

이전에 이론 기반에서 설명하였던 부분들을 그림과 함께 실제 기기의 작동 원리에 적용시켜 보겠다.

(1) 원자핵 공명의 Mechanism


그림 A

‘MRI의 물리적 이론 기반’에서 설명한 바와 같이 양성자(수소 원자의 핵)들은 자체적으로 spin을 가진다. 또, 그 회전축의 방향은 외부의 자기장이 없을 때 임의의 방향을 향한다.

참고 자료

없음